[發(fā)明專利]一種基于特征點(diǎn)定位的人臉卡通畫生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310392715.1
• 申請(qǐng)日: 2013-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN103456010A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宏亮;許靜;黃超;黃敏;吳慶波;羅冰;謝昱瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

1.一種基于特征點(diǎn)定位的人臉卡通畫生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

將輸入圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，獲取輸入圖像的特征點(diǎn)，所述特征點(diǎn)包括具有標(biāo)志性的面部輪廓點(diǎn)、眉毛輪廓點(diǎn)、眼睛輪廓點(diǎn)、鼻子輪廓點(diǎn)以及嘴巴輪廓點(diǎn)；

根據(jù)獲取的眉毛輪廓點(diǎn)、眼睛輪廓點(diǎn)、鼻子輪廓點(diǎn)對(duì)輸入圖像中的眼睛、眉毛、鼻子分別進(jìn)行重疊分塊，針對(duì)一個(gè)面部器官使用3個(gè)或3個(gè)以上的分塊；

在人臉圖像塊庫(kù)中為所有分塊尋找最佳匹配塊，各最佳匹配塊對(duì)應(yīng)在卡通圖像塊庫(kù)的卡通塊即為找到的卡通匹配塊；

將卡通匹配塊合成為完整的器官塊，按照特征點(diǎn)的位置將這些器官放到輸入圖像的相應(yīng)位置；

面部輪廓直接通過勾勒面部輪廓點(diǎn)合成；嘴巴輪廓通過勾勒嘴巴輪廓點(diǎn)合成外唇線與中唇線，并按照特征點(diǎn)的位置將面部輪廓與嘴巴放到輸入圖像的相應(yīng)位置；

取得輸入圖像中頭發(fā)區(qū)域的掩膜，從而得到頭發(fā)部分，并將頭發(fā)部分放到輸入圖像的相應(yīng)位置；

對(duì)卡通化后的圖像進(jìn)行上色，生成最終的人臉卡通畫。

2.如權(quán)利要求1所述一種基于特征點(diǎn)定位的人臉卡通畫生成方法，其特征在于，通過主動(dòng)表觀模型AAM搜索特征點(diǎn)。

3.如權(quán)利要求1所述一種基于特征點(diǎn)定位的人臉卡通畫生成方法，其特征在于，僅對(duì)一只眼睛的分塊尋找最佳匹配塊，并在卡通圖像塊庫(kù)中將與這只眼睛對(duì)應(yīng)的卡通匹配塊對(duì)稱的卡通圖塊作為另一只眼睛的卡通匹配塊。

4.如權(quán)利要求1所述一種基于特征點(diǎn)定位的人臉卡通畫生成方法，其特征在于，取得輸入圖像中頭發(fā)區(qū)域的掩膜的具體方法是：

用R、G、B三個(gè)通道的顏色閾值對(duì)輸入圖像進(jìn)行二值處理得到三個(gè)通道對(duì)應(yīng)掩膜，再將三個(gè)通道的掩膜進(jìn)行與運(yùn)算得到一個(gè)掩膜圖像，再對(duì)該掩膜圖像計(jì)算位置直方圖，用位置閾值對(duì)掩膜圖像再次進(jìn)行約束，從而得到最終的頭發(fā)區(qū)域的掩膜；

所述R、G、B三個(gè)通道的閾值通過以下方式得到：

對(duì)訓(xùn)練庫(kù)中圖像的頭發(fā)區(qū)域進(jìn)行分割，得到頭發(fā)部分的掩膜，從而得到頭發(fā)區(qū)域；非掩膜區(qū)域?yàn)槟w色區(qū)域；對(duì)于訓(xùn)練庫(kù)中所有提取的頭發(fā)部分的R、G、B三個(gè)通道進(jìn)行顏色直方圖的統(tǒng)計(jì)，同時(shí)對(duì)于膚色區(qū)域也進(jìn)行R、G、B三個(gè)通道顏色直方圖的統(tǒng)計(jì)，通過三個(gè)通道的頭發(fā)部分和膚色部分顏色統(tǒng)計(jì)直方圖的比較可分別得到R、G、B三通道的顏色閾值；

所述位置閾值通過以下方式得到：

對(duì)于訓(xùn)練庫(kù)中所有的頭發(fā)部分的掩膜進(jìn)行位置直方圖的統(tǒng)計(jì)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)的位置直方圖選定位置閾值。

5.如權(quán)利要求1所述一種基于特征點(diǎn)定位的人臉卡通畫生成方法，其特征在于，對(duì)圖像進(jìn)行上色的具體方法是：

膚色區(qū)域上色:利用預(yù)分割Grab?cut算法對(duì)輸入測(cè)試圖像進(jìn)行交互式分割，從而得到人臉膚色區(qū)域的掩膜，利用該掩膜對(duì)人臉膚色區(qū)域進(jìn)行上色；

嘴巴上色：用選定的顏色對(duì)外唇線及中唇線進(jìn)行上色，對(duì)在封閉的外唇線形成的閉合區(qū)域內(nèi)填充唇色。

6.如權(quán)利要求1所述一種基于特征點(diǎn)定位的人臉卡通畫生成方法，其特征在于，對(duì)圖像進(jìn)行上色之后，還包括眉毛的交互式修正步驟：

當(dāng)用戶確定對(duì)眉毛進(jìn)行修正后，對(duì)當(dāng)前卡通化生成的整條眉毛用HOG特征進(jìn)行描述，在卡通圖像庫(kù)中選擇HOG特征與當(dāng)前眉毛HOG特征絕對(duì)誤差最小的整條眉毛代替當(dāng)前眉毛。

7.如權(quán)利要求1所述一種基于特征點(diǎn)定位的人臉卡通畫生成方法，其特征在于，對(duì)圖像進(jìn)行上色之后，還包括面部輪廓的修正步驟：

得到輸入圖像的膚色區(qū)域的掩膜，從而得到膚色區(qū)域，對(duì)該膚色區(qū)域圖像求梯度；

將面部輪廓的特征點(diǎn)分為三段，第一段為左邊臉部輪廓，第二段為下巴輪廓，第三段為右邊臉部輪廓；將第一、第三段的特征點(diǎn)在左右鄰域內(nèi)整體移動(dòng)，對(duì)第二段的特征點(diǎn)在上下鄰域內(nèi)整體移動(dòng)，找梯度最大的位置作為該特征點(diǎn)的新的位置；

最后利用曲線擬合的方法進(jìn)行對(duì)新確定的特征點(diǎn)進(jìn)行輪廓線的平滑。